從概念轉(zhuǎn)化的本體論視角分析單倍體迷思概念

牛波

1 概念轉(zhuǎn)化的介紹

概念轉(zhuǎn)化是科學(xué)教育的一個(gè)熱門研究領(lǐng)域，始于20世紀(jì)80年代的改變概念運(yùn)動(dòng)。概念轉(zhuǎn)化最有影響的理論是Posner等提出的概念轉(zhuǎn)化理論。該理論概述了概念轉(zhuǎn)化需要滿足的四個(gè)條件，指出概念轉(zhuǎn)化時(shí)學(xué)生持有的教學(xué)前概念地位必須下降，科學(xué)概念的地位必須上升，這樣學(xué)習(xí)才會(huì)發(fā)生。這個(gè)理論是從認(rèn)識(shí)論視角提出的概念轉(zhuǎn)化理論，有研究認(rèn)為還可以從本體論和情感與社會(huì)的視角分析概念轉(zhuǎn)化。本體論視角看概念轉(zhuǎn)化，認(rèn)為概念轉(zhuǎn)化是本體改變。Monk認(rèn)為本體是指簡(jiǎn)單的事情，有關(guān)“自然及世界上的事情”，然而認(rèn)識(shí)論是有關(guān)一個(gè)人知道世界是什么和怎樣。世界上還存在三個(gè)不同體分類（樹）及其次級(jí)分類如圖1所示。根據(jù)概念本質(zhì)的認(rèn)識(shí)論假定，Chi提出自然世界的三個(gè)基本本體分類，后又經(jīng)過(guò)修訂，分別是物質(zhì)（物體）、過(guò)程和心智狀態(tài)。根據(jù)這個(gè)前提，Chi將概念轉(zhuǎn)化分為兩種類型：在一個(gè)本體類別內(nèi)的漸進(jìn)的概念轉(zhuǎn)化和跨越本體類別的激進(jìn)的概念轉(zhuǎn)化，提出科學(xué)學(xué)習(xí)的困難在于第二種類型的概念轉(zhuǎn)化。Chi解釋學(xué)生在學(xué)習(xí)某個(gè)科學(xué)概念中當(dāng)涉及到激進(jìn)的概念轉(zhuǎn)化時(shí)，通常表現(xiàn)出嚴(yán)峻的困難，學(xué)生需要將概念從一個(gè)本體類別重新分配到其他類別。例如從“物質(zhì)”到“過(guò)程”。學(xué)生通常會(huì)將一個(gè)概念思考成“物質(zhì)”而不是思考成“過(guò)程”，因?yàn)樗麄兏煜ひ晕镔|(zhì)為基礎(chǔ)的概念。

Treagust指出在教師教授學(xué)生細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型時(shí)，要以改變學(xué)生的本體觀為目的，將學(xué)生的細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)觀轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)程導(dǎo)向的膜動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)觀。教師要將學(xué)生的基因是從親代傳給子代的被動(dòng)粒子（物質(zhì)本體），轉(zhuǎn)變?yōu)榛蚴悄芸刂菩誀畹闹鲃?dòng)粒子（過(guò)程本體）。

2 從本體論的視角分析單倍體概念

“體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體（人教版，2007）”。這個(gè)概念如果依據(jù)Chi的觀點(diǎn)，是強(qiáng)調(diào)單倍體概念的“物質(zhì)”本體?！坝膳渥影l(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，叫做單倍體”，這個(gè)概念更強(qiáng)調(diào)單倍體概念的“過(guò)程”本體，單倍體怎樣來(lái)的，強(qiáng)調(diào)了“過(guò)程”。與正確理解單倍體概念有關(guān)的概念如“二倍體”，強(qiáng)調(diào)“物質(zhì)”本體的概念是“體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體（人教版，2007）”；強(qiáng)調(diào)過(guò)程本體的概念是“由受精卵發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體叫做二倍體（人教版，2015）”。

從上述可以發(fā)現(xiàn)，教科書對(duì)二倍體的定義發(fā)生了改變，從“物質(zhì)”本體轉(zhuǎn)向“過(guò)程”本體來(lái)定義二倍體概念，但對(duì)單倍體的定義沒(méi)有改變。正因如此，單倍體有關(guān)的迷思概念形成與基于物質(zhì)本體的定義密切相關(guān)。

3 單倍體常見迷思概念及類型分析

3.1 與單倍體有關(guān)的迷思概念

通過(guò)教學(xué)積累，發(fā)現(xiàn)與單倍體有關(guān)的常見迷思概念如下：

（1） 體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體就是二倍體。

（2） 用秋水仙素處理單倍體植株后得到的一定是二倍體。

（3） 基因型是aaaBBBCcc的植物一定是單倍體。

（4） 含有奇數(shù)染色體的個(gè)體一定是單倍體。

（5） 在自然條件下，單倍體生物只見于植物中，動(dòng)物中不存在單倍體。

（6） 單倍體的體細(xì)胞中只有一個(gè)染色體組。

（7） 含有兩個(gè)染色體組的生物體，一定不是單倍體。

（8） 單倍體生物的細(xì)胞中染色體組數(shù)不可能為偶數(shù)。

3.2 迷思概念的類型

Treagust（1995）指出迷思概念形成的原因有化約型、語(yǔ)言直覺(jué)型和邏輯推理型，簡(jiǎn)述如下。

（1） 化約型：

運(yùn)用不適當(dāng)?shù)脑韥?lái)解釋現(xiàn)象，對(duì)于概念的解釋有張冠李戴的情形。學(xué)生因?yàn)閷的概念原理用來(lái)解釋B的現(xiàn)象及事實(shí)而產(chǎn)生的迷思概念，稱之為“化約型”，如“用有氧呼吸過(guò)程的知識(shí)解釋光合作用的過(guò)程”屬于化約型迷思概念。

（2） 語(yǔ)言直覺(jué)型：

從題目或概念的文字?jǐn)⑹鐾纳x，沒(méi)有從相關(guān)概念的內(nèi)容及原理來(lái)解釋，而是字面的語(yǔ)義或日?？谡Z(yǔ)的意義去詮釋題目。因?yàn)檫@樣的不適當(dāng)解釋而產(chǎn)生的迷思概念，稱之為“語(yǔ)言直覺(jué)性”。如“暗反應(yīng)只能在黑暗條件下進(jìn)行的反應(yīng)” “單倍體是只含有一個(gè)染色體組的個(gè)體” “單基因遺傳病是有一個(gè)致病基因引起的遺傳病”。

（3） 邏輯推理型：

學(xué)生雖然運(yùn)用了正確的原理來(lái)解釋相關(guān)的現(xiàn)象，但是對(duì)于原理的了解不夠完整，適用條件考慮得不周全，因此在推理解釋現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)以偏概全的現(xiàn)象。因?yàn)檫@樣不正確的解釋而產(chǎn)生的迷思概念，稱之為“邏輯推理型”。如學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞學(xué)說(shuō)后，認(rèn)為“地球上所有生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的”。

3.3 單倍體有關(guān)的迷思概念分類

根據(jù)上述迷思概念類型劃分方法，將單倍體有關(guān)的迷思概念所屬迷思類型歸納為表1。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)“單倍體”和“二倍體”等概念的理解從“物質(zhì)”本體出發(fā)，出現(xiàn)了語(yǔ)言直覺(jué)性、化約型和邏輯推理型的迷思概念。如果從“過(guò)程”本體來(lái)理解單倍體、二倍體概念，則可以避免發(fā)生上述三種類型的迷思概念。因此建議將單倍體定義為“由配子直接發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體”；將二倍體定義為“由受精卵發(fā)育而來(lái)，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體數(shù)目的個(gè)體”。

4 結(jié)論與討論

由此可見，生物幾倍體的判斷，不能只從“物質(zhì)”本體定義概念，只看體細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組，關(guān)鍵要從“過(guò)程”本體定義單倍體概念，即看生物個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)。如果發(fā)育的起點(diǎn)是生殖細(xì)胞（卵細(xì)胞或花粉），則無(wú)論體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組都叫單倍體，如果發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵，其體細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組就叫幾倍體。學(xué)生習(xí)慣于從“物質(zhì)”本體理解生物概念，容易產(chǎn)生迷思概念。針對(duì)學(xué)生的思維習(xí)慣，教師在教學(xué)中加強(qiáng)概念的“過(guò)程”本體分析，可以減少學(xué)生迷思概念產(chǎn)生或有助于學(xué)生迷思概念的轉(zhuǎn)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] Posner， G.J.， Strike， K.A.， Hewson， P.W.， & Gertzog， W.A. . Accommodation of a scientific conception： Toward a theory of conceptual change[J]. Science Education， 1982， 66： 211–227.

[2] Chi， M.T.H. Conceptual change within and across ontological categories： Examples from learning and discovery in science[J]. Cognitive models of science： Minnesota studies in the philosophy of science（pp.129–186）.Minneapolis， MN： University of Minnesota Press.Chi， M.T.H.， Slótta， J.D.， deLeeuw，N.（1994）.From things to processes： Atheory of conceptual change for learning science concepts. Learning and Instruction，4，27–43.endprint